(57)【要約】【課題】  ２重化された電磁誘導型角度センサにおいて、一方の検出回路が故障しても影響を受けず、正確な変位検出ができるようにする。【解決手段】  駆動コイル、検出コイルおよびこれらに接続する検出回路を２組設けるとともに、駆動コイルと検出コイル間の電磁結合に影響を与える検出板を備える電磁誘導型角度センサにおいて、一方の検出回路２０Ａにおけるコイル駆動部２２Ａは、発振回路２４Ａと、他方側の発振回路２４Ｂへ発振禁止信号を出力するタイマ２６Ａとを備え、他方の検出回路２０Ｂにおけるコイル駆動部２２Ｂは、発振回路２４Ｂと、相手方の発振回路２４Ａへ発振禁止信号を出力するタイマ２６Ｂとを備えて、一方の発振回路が駆動コイルを駆動する間、他方の発振回路は発振を停止することにより、２つの検出回路が時分割で検出板の移動位置を検出する。両検出回路は互いに影響を受けず独立に検出できる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれコイル駆動部を備える２つの検出回路と、
各コイル駆動部にそれぞれ接続された駆動コイルと、
前記検出回路にそれぞれ接続された検出コイルと、
前記駆動コイルおよび検出コイルに対して相対的に変位可能の少なくとも１つの電磁結合部材とを有し、
前記コイル駆動部はそれぞれ、対応する駆動コイルに接続された発振回路と、互いに他方側の発振回路へ発振禁止信号を出力するタイマとを備えて、
前記２つの検出回路が時分割で前記電磁結合部材の変位を検出することを特徴とする電磁誘導型変位センサ。
【請求項２】
前記電磁結合部材が検出板であり、
前記２つの検出回路が前記変位として検出板の移動位置を検出するものであることを特徴とする請求項１記載の電磁誘導型変位センサ。
【請求項３】
前記コイル駆動部はそれぞれ、前記駆動コイルと並列に設けられたスイッチ手段を備え、
該スイッチ手段は、前記タイマからの発振禁止信号を受けて、前記駆動コイルの両端を短絡させることを特徴とする請求項１または２記載の電磁誘導型変位センサ。
【請求項４】
前記スイッチ手段はトランジスタであり、
前記タイマからの発振禁止信号は、時定数回路を介して前記トランジスタのベースに入力されることを特徴とする請求項３記載の電磁誘導型変位センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転角度等の変位を非接触で検出する電磁誘導型変位センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば車両におけるアクセルペダルの回転変位量（ペダル踏み角）をポテンショメータで検出する方式では、磨耗や泥による作動不良の不具合を招きやすいので、近時、非接触で変位を検出する電磁誘導型変位センサが提案されている。このような例として、ＵＳＰ６，２３３，１９９に開示された電磁誘導型角度センサがある。
【０００３】
これは、駆動コイルと検出コイルを配置した固定部材に対して、ロータ部材を対向させて配置してある。駆動コイルに交流電圧を印加すると、駆動コイルと検出コイルの間の電磁結合により検出コイルに誘起電流が生じるが、ロータ部材がその位置によって電磁結合に異なる影響を与えるので、検出コイルの出力（すなわち誘起電流の変化）から固定部材に対するロータ部材の位置（回転角度）を検出することができる。
【０００４】
車両上のこのようなセンサは通常２重化されて、一方が損傷等により作動不能となっても他方が作動状態を維持することにより、センサ入力を用いる制御装置の信頼性を確保するようにしている。
そこで、上述の電磁誘導型角度センサにおいて検出回路を２重とするため、回転入力部材である１つのロータ部材に対して２組の駆動コイルと検出コイルを固定部材に配置すると、駆動コイル間で互いに誘導を起こして、正確な検出ができなくなるという問題がある。
【特許文献１】米国特許ＵＳＰ６，２３３，１９９号公報
【特許文献２】米国特許ＵＳＰ６，２５５，８１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このため、ＵＳＰ６，２５５，８１０では、むしろ積極的に２組の検出回路をＬＣ結合させることを提案している。
これによれば、各検出回路に駆動コイルをＬＣの要素とする発振回路を形成することにより、互いの駆動コイルを隣接配置して両発振回路を同期結合させ、同じ周期、同位相とすることができる。この結果、互いの不整合な誘導により検出ができなくなるという問題はある程度解決される。
【０００６】
しかしながら、このＬＣ結合による２重化センサでは、片側の検出回路が破損して作動不良になった場合、検出コイルにおける誘起電流が半減してしまう。したがって、このＬＣ結合によるものでは、片側の検出回路が作動不良となったときの影響を免れない。
上記の問題は、回転変位を検出するものだけでなく、直線変位を検出する場合も同様である。
したがって本発明は、上記従来の問題点に鑑み、片側の検出回路が作動不良となっても影響を受けず、正確な変位検出の機能が確保できる、２重化された電磁誘導型変位センサを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このため、本発明の電磁誘導型変位センサは、それぞれコイル駆動部を備える２つの検出回路と、各コイル駆動部にそれぞれ接続された駆動コイルと、検出回路にそれぞれ接続された検出コイルと、駆動コイルおよび検出コイルに対して相対的に変位可能の少なくとも１つの電磁結合部材とを有し、コイル駆動部はそれぞれ、対応する駆動コイルに接続された発振回路と、互いに他方側の発振回路へ発振禁止信号を出力するタイマとを備えて、２つの検出回路が時分割で電磁結合部材の変位を検出するものとした。
【発明の効果】
【０００８】
一方のコイル駆動部が駆動コイルを駆動している間、タイマからの発振禁止信号により他方の駆動コイルの駆動を中断させることにより、時分割で各駆動コイルが駆動されるので、駆動コイル間の誘導の影響がまったくなくなり、各検出回路は完全に独立して作動する。したがって、検出回路の一方が破損した場合にも、残りの検出回路は他方からの影響を受けずに電磁結合部材の変位を正確に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に、発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明を直線変位を検出するための電磁誘導型角度センサに適用した実施の形態の構成を示すブロック図である。
電磁誘導型角度センサ１０は、２組の駆動コイル１２（１２Ａ、１２Ｂ）と検出コイル１４（１４Ａ、１４Ｂ）、２つの検出回路２０（２０Ａ、２０Ｂ）、および検出板１６とから構成される。検出板１６はコイルパターンを有する銅板からなり、例えば車両上でアクセルペダルにリンク連結されている。検出板１６は、同一基板上に平行に配置された２組の駆動コイル１２と検出コイル１４の間をこれらのコイルの長手方向にそって移動可能とされており、電磁結合部材を構成している。
各検出回路２０は、駆動コイル１２へ交流電圧を印加する駆動部２２（２２Ａ、２２Ｂ）と、検出コイル１４に接続されてその誘起電流から検出板１６の移動位置を評価演算する評価部３０（３０Ａ、３０Ｂ）とからなる。
【００１０】
駆動コイル１２が駆動部２２により例えば所定電圧Ｕｄで駆動され、電流Ｉｄが流れると、この電流が電磁結合により検出コイル１４に検出される。ここで検出板がないとした場合、結合Ｂｅが発生するが、検出コイル１４が交差して形成されているため、検出コイル１４から取り出される電圧は全体として０（ゼロ）となる。
しかし、電磁結合部材である検出板１６があると、駆動コイル１２と検出板１６の間の結合Ｂｓによって、検出板１６に電流Ｉｓが流れるので、これらの相互作用により、検出コイル１４には検出板１６の位置に対応して変化する電圧Ｕｅが発生する。
【００１１】
駆動部２２は、それぞれ発振回路２４とタイマ２６を有している。駆動部２２Ａの発振回路２４Ａは駆動コイル１２Ａに接続される一方、タイマ２６Ａの出力は発振禁止信号として他方の駆動部２２Ｂの発振回路２４Ｂへ入力される。同様に、駆動部２２Ｂの発振回路２４Ｂは駆動コイル１２Ｂに接続される一方、タイマ２６Ｂの出力は発振禁止信号として他方の駆動部２２Ａの発振回路２４Ａへ入力されている。発振回路２４としては例えばコルビッツ発振回路を用いて、周波数４ＭＨｚの交流電圧を出力する。
【００１２】
いずれかの駆動部、例えば駆動部２２Ａにおいて発振回路２４Ａが発振を開始すると、そのタイマ２６Ａがカウントを開始して所定時間の発振禁止信号を他方の駆動部２２Ｂの発振回路２４Ｂへ出力し、これにより当該発振回路２４Ｂは、発振禁止信号が入力されている間、発振動作を停止する。この間、駆動部２２Ａのみが交流電圧を印加して駆動コイル１２Ａを駆動する。
駆動部２２Ｂの発振回路２４Ｂへの発振禁止信号が消滅すると、当該発振回路２４Ｂが発振を開始し、同時に駆動部２２Ｂのタイマ２６Ｂが発振禁止信号を駆動部２２Ａの発振回路２４Ａへ出力する。これにより、駆動部２２Ａの発振回路２４Ａが発振を停止し、今度は駆動部２２Ｂのみが駆動コイル１２Ｂを駆動する。
【００１３】
このようにして、検出回路２０Ａ、２０Ｂはそれぞれの駆動部２２Ａ、２２Ｂが所定時間、例えば１〜１０ｍｓごと、すなわち、図２に示すように、時分割で交互に駆動コイル１２Ａ、１２Ｂを駆動し、評価部３０Ａ、３０Ｂが当該駆動時の駆動コイル１２Ａ、１２Ｂに対応する検出コイル１４Ａ、１４Ｂの誘起電流から検出板１６の移動位置を演算する。
【００１４】
本実施の形態は以上のように構成され、２組の検出回路２０Ａ、２０Ｂの駆動部２２がそれぞれ発振回路２４とタイマ２６を有し、一方が駆動コイル１２を駆動している間タイマ２６からの発振禁止信号により他方の駆動コイルの駆動を中断させることにより、時分割で各駆動コイルを駆動するものとしたので、駆動コイル１２間の誘導の影響がまったくなくなり、各検出回路２０Ａ、２０Ｂは完全に独立して作動する。
したがって、検出回路２０Ａ、２０Ｂの一方が破損した場合にも、残りの検出回路は他方からの影響を受けずに検出板１６の移動位置を正確に検出することができる。
【００１５】
なお、上述の実施の形態では、タイマ２６からの発振禁止信号により発振回路２４が発振動作を停止するものとしたが、変形例として、駆動コイル１２の発振要素として機能を抑制して発振を中断させることもできる。
図３は変形例の駆動部における発振停止回路を示す図である。
発振回路２４に結合された駆動コイル１２に対して並列にＮＰＮ型のトランジスタ２７が設けられている。すなわち、トランジスタ２７のコレクタが発振回路２４と駆動コイル１２の結合点ｐに接続され、エミッタが接地されている。なお、駆動コイル１２の他端も接地されている。
【００１６】
トランジスタ２７のベースとエミッタ間に抵抗２８が接続され、さらに、ベースに他方の検出回路のタイマからの発振禁止信号がコンデンサ２９を介して入力される。
その他の構成は、図１に示された実施の形態と同じである。
本変形例では、トランジスタ２７が、駆動コイル１２と並列に設けられたスイッチ手段を構成し、また、コンデンサ２９と抵抗２８とが時定数回路を形成している。
【００１７】
この変形例は以上のように構成され、駆動コイル１２の発振要素Ｌを抑制するので、例えば一方の検出回路２０Ａにおける発振回路２４Ａが発振状態のままとなる故障の場合でも、他方の検出回路２０Ｂの駆動コイル１２Ｂが駆動される間は強制的に駆動コイル１２Ａ側で発振が停止されるという利点を有する。
また、発振禁止信号はコンデンサ２９を介してトランジスタ２７のベースに入力するので、コンデンサ２９と抵抗２８の時定数による一定時間後には発振停止が解除されるので、発振が停止したままとなることもない。
【００１８】
なお、実施の形態では、２組の駆動コイル１２と検出コイル１４を同一基板上に実装するものとしたが、組別に異なる基板に上に実装するものとしてもよい。
また、実施の形態では、直線的な変位を検出する電磁誘導型角度センサに適用した例について説明したが、本発明はこれに限定されず、回転変位を検出するものなど他の電磁誘導型変位センサに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】駆動コイルの駆動状態を示すタイムチャートである。
【図３】変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００２０】
１０      電磁誘導型角度センサ
１２Ａ、１２Ｂ    駆動コイル
１４Ａ、１４Ｂ    検出コイル
１６      検出板（電磁結合部材）
２０Ａ、２０Ｂ    検出回路
２２Ａ、２２Ｂ    駆動部（コイル駆動部）
２４Ａ、２４Ｂ    発振回路
２６Ａ、２６Ｂ    タイマ
２７      トランジスタ（スイッチ手段）
２８      抵抗
２９      コンデンサ
３０Ａ、３０Ｂ    評価部
【図１】
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【図２】
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【図３】
2005265463.tif 000005